収縮限界とは？意味・求め方と塑性限界・液性限界の関係（土のコンシステンシー）

この記事の要点

粘土の含水比が下がっていくと、ある点から体積が縮まなくなる——これが収縮限界だ。液性限界・塑性限界とセットで「コンシステンシー限界」として地盤の性質を分類する基準になる。

求め方と、塑性限界との違いを整理する。

収縮限界以下の含水比では、含水比が下がっても土の体積はほとんど変化しません（収縮が止まる）。

この記事では、収縮限界とは何か、収縮限界はどう求めるのか、塑性限界とは何かを整理します。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

収縮限界とは土が固体状から半固体状（半固体状から固体状）に変化する境界の含水比です。

土は収縮限界より小さい含水比でも体積はほとんど変化せず、収縮限界から含水比を増やせば土の体積も増大します。

収縮限界はコンシステンシー限界の1つです。今回は、収縮限界の意味と求め方、塑性限界について説明します。

コンシステンシー限界の詳細は下記が参考になります。

収縮限界とは？

収縮限界とは、土が固体状から半固体状（あるいは、半固体状から固体状）に変化する境界の含水比です。

下図に収縮限界を示します。なお、収縮限界、塑性限界、液性限界を総称してコンシステンシー限界といいます。

収縮限界

上図のように、収縮限界より小さい含水比でも土の体積は変化せず、収縮限界から含水比を増やせば土の体積も増大します。

コンシステンシー限界の詳細は下記が参考になります。

収縮限界wsの求め方を下記に示します。ｗは試料の元の含水比、Ｖは試料の元の体積、Ｖｏは炉乾燥後の試料の体積、ρwは水の密度、msは乾燥後の土の質量です。

収縮限界の求め方

前述より、収縮限界より含水比が小さくても土の体積は変化しません。

つまり、収縮限界wsは、初期の含水比ｗから、土の体積が初期状態から炉乾燥状態に変化する（Ｖ－Vo）までの含水比を引いた値です。

下図をみてください。試料の初期の含水比ｗから、含水比ｗ～収縮限界wsまでの含水比（w－ws）を引き算すれば「w－（w－ws）＝ws」が得られますね。

前述の式では、w－wsを求める式に、体積の変化（Ｖ－Vo）を用いただけのことです。

収縮限界の求め方2

塑性限界とは半固体状から塑性状（塑性状から半固体状）に変化するときの境界の含水比です。塑性限界の詳細、求め方は下記が参考になります。

混同しやすい用語

コンシステンシー限界の中での位置関係：液性限界（WL）＞塑性限界（Wp）＞収縮限界（Ws）の順で含水比が高い。収縮限界は最も低い含水比です。

収縮限界と塑性限界を混同しないようにしましょう。収縮限界は「半固体→固体」、塑性限界は「半固体→塑性」の境界です。

収縮限界を整理した表を示します。